1 kilometrelik yapay örümcek ağı!

0
80

İnce, hafif ve çelik kadar kuvvetli olan örümcek ağının yapay eşdeğeri bu son çalışmaya kadar üretilememişti. Swedish University of Agricultural Sciences and Karolinska Institutet’ten araştırmacılar Anna Rising, Jan Johansson ve Marlene Andersson, sürdürülebilir yeni bir örümcek ağı üretiminin yolunu buldular. Araştırmacılar ilk defa 1 kilometre uzunluğunda yapay örümcek ipeği sentezlediler.

Örümcek ağı ipeği özelliklerinden ötürü ilgi çeken bir malemedir. İnce ve hafif olmasına rağmen çelikten daha dayanıklı olmasıla bilinen örümcek ağı ayrıca biyolojik bir materyaldir. Farklı alanlarda kullanımı için günümüze kadar örümcek ipeği üretimi kafeslerde yetiştirilen örümceklerden ipek sağılarak yapılıyor.

Marlene Andersson, Swedish University of Agricultural Sciences/Nature Chemical Biology

Ancak bu yöntemle çok kısıtlı bir üretim yapılabiliyor. Bu sebeple büyük ölçekli üretim gerçekleştirmek amacıyla pek çok biyomimik çalışması gerçekleştirildi . Örümcek ipeğine benzeyen materyaller geliştirmek için pek çok biyokimya uzmanı ve araştırmacı metodlar geliştirmeye çalıştı. Ancak günümüze kadar ortaya konan metodlar büyük kapasitelerde üretim için yeterli olmadı.

Bu araştırmada ise araştırmacılar, örümceklerin ağ sentezledikleri salgı bezlerini detaylı olarak incelediler ve örümceklerin nasıl ipek sentezledikleri üzerine durdular. Böylece örümcekleri taklit edebildiler ve kendi metodlarını geliştirdiler. Örümcek ağı, sentezlenmeden önce örümceğin salgı bezlerinde sıvı halde bulunuyor ve salgı bezinden çıkarken fiber/iplik haline dönüşüyor.

Araştırmacılar bu salgı bezinde aslında çok iyi düzenlenmiş bir pH gradiyenti olduğunu ortaya çıkardılar. Bunun yanı sıra örümcek ipeğini oluşturan sıvı formdaki proteinler olan spidroinleri incelediler. Salgı bezindeki pH gradiyentinin spidroin proteinlerinin düzenli bir hale gelip ipliğe dönüşmesini sağladığını ortaya çıkardılar. Araştırmacılar bu bulgulardan yola çıkarak spidroini kodlayan  genleri de klonlayarak bakterilere aktardılar. Spidroinleri bakterilerde yüksek miktarda ürettikten sonra, örümceğin salgı bezini taklit eden pH gradiyentine sahip bir düzenek geliştirdiler ve bu şekilde 1 kilometreden uzun kesintisiz örümcek ağı üretmeyi başardılar.

spidorin, örümcek ipeği proteini, örümcek ağı proteini
Major ampullate spidroin 1, PDB: 3LR6
Anna Rising
Araştırmacı Anna Rising

Araştırmacılardan Anna Rising, örümcek ipeği ile ilgili çalışmalar gerçekleştirmekte. Özellikle örümcek ipeğinin medikal olarakta kullanılabilir bir materyal olması üzerinde durmakta. Rising, örümceklerin proteinlerini nasıl sentezlediklerini, çözünürlüğünü nasıl değiştirdikleri ve fiber oluşumunu nasıl kontrol ettiklerini ortaya çıkararak, benzer yapıların geliştirilebileceğinden bahsediyor. Bu çalışma içinse, örümcek ağı biyomimetik çalışmaları içinde geliştirdikleri metodun bir ilk olduğunu söylüyor. İlk kez bu kadar uzun ve etkin örümcek ağı sentezleme metodu geliştirildiğini belirtiyor.


Nature Chemical Biology


WO Virüsünün karadulla kaçış planı!

 

Bir Cevap Yazın